JP2013242528A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構成で主走査ジッターを低減させ、高精度に光量制御を行う。
【解決手段】レーザ光を射出する光源と、レーザ光を整形するための主走査絞り部7と、レーザ光を反射光と透過光とに分離するビームスプリッタ8と、透過光が感光体上を走査するように透過光を偏向する回転多面鏡10と、回転多面鏡10によって偏向された透過光を感光体に導く結像レンズ21と、反射光を受光する光学センサ9と、光学センサ9によって受光される反射光の光量に基づいて光源が出射するレーザ光の光量を制御するシステム制御部101を備え、回転多面鏡10と結像レンズ21との間における回転多面鏡10によって偏向された透過光の走査領域と光学センサ9との間に主走査絞り部7が設けられ、ビームスプリッタ8は、回転多面鏡10と主走査絞り部7との間に配置され、主走査絞り部7に当接することによって位置決めされている。
【選択図】図2

Description

本発明は、感光体に対して光書き込みを行う光走査装置を備えた電子写真方式の複写機又はプリンタ等の画像形成装置に関する。
電子写真方式の複写機又はプリンタ等の画像形成装置の画像出力部は、通常、感光体上を、印字データに応じて明滅するレーザ光線で走査し、感光体上に形成された静電潜像を現像することでトナー像を形成する電子写真プロセスによる画像形成を実現している。一般的に、レーザ光による感光体の走査には、光走査装置が用いられている。光走査装置は、光源である半導体レーザからの光束を略平行な光束に変換した後、回転する回転多面鏡で偏向し、その後、レンズ、ミラーなどの結像光学系の素子を介して、感光体上にスポットとして結像させる。
以下の説明において、「主走査方向」とは、回転多面鏡の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向(回転多面鏡によって偏向されたレーザ光が感光体を走査する方向)である。「副走査方向」とは、回転多面鏡の回転軸と平行な方向または感光体の回転方向に相当する。「主走査断面」とは、主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面である。「副走査断面」とは、主走査断面と垂直な断面である。
近年では、画像形成速度の高速化の要望に対応するため、複数のレーザ光を出射する光源を光走査装置に用いた画像形成装置が知られている。特に、Vertical Cabity Surface Emitting Laser(以下、VCSEL)は、多数の発光点のアレイ化が容易であるため、VCSELを用いた光走査装置が多数提案されている。
光走査装置は、VCSELから出射されるレーザ光の光量を制御する構成が備えられている。VCSELは、端面発光レーザと異なり、レーザ光の出射方向が一方向ではある。VCSELから出射されるレーザ光の光量を検出するための構成として、VCSELから出射されるレーザ光をVCSELと回転多面鏡との間に配置されたビームスプリッタ等で複数のレーザ光に分離し、分離されたレーザ光を光学センサによって受光する構成が知られている。画像形成装置は、光学センサによって受光されるレーザ光の光量に基づいてVCSELが出射するレーザ光の光量を制御する。
VCSELは、駆動電流が変化することにより出射するレーザ光の広がり角度(FFP)が変化する特性を有している。そのため、アパーチャをビームスプリッタと回転多面鏡との間に設けると、ビームスプリッタによって分離されたレーザ光を光学センサを用いて検出した光量とアパーチャを通過して感光体に照射されるレーザ光の光量との比率が変化してしまい、高精度の光量制御ができなくなってしまう。
例えば特許文献1では、アパーチャでレーザ光を整形した後にビームスプリッタで光ビームを分離して、分離されたレーザ光を光学センサに導いて光量を検出する光走査装置が提案されている。この構成により、駆動電流の変化により発光する広がり角度が変化しても、アパーチャでレーザ光を整形した後にビームスプリッタでレーザ光を分離しているため、ビームスプリッタで反射されて光学センサで検出した光量と、感光体に到達する光量の比率が一定となる。その結果、高精度の光量制御を行うことができる。
例えば特許文献2では、アパーチャとビームスプリッタとが一体的に形成された光走査装置が提案されている。この構成により、アパーチャとビームスプリッタとの位置関係が変化する虞がなくなり、位置精度の向上と部品点数の削減を行うことができる。
特開2002−040350号公報 特開2006−259098号公報
複数のレーザ光を用いて感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置において、感光体上における各レーザ光の結像位置が主走査方向にずれてしまい、そのずれ量が主走査方向の位置により異なる主走査ジッターが生じることが知られている。図6は、2つの発光部A、B(以下、「Aレーザ」、「Bレーザ」という)を主走査方向に対して、角度δで傾けて配置したマルチビーム走査系の構成例である。図7(a)は、図6に示す2つの発光部であるAレーザ、Bレーザから出射された光ビームが、感光体にスポット像を結像する様子を示し、Aレーザからのビームは実線で、Bレーザからのビームは一点鎖線で示す。図7(a)において、発光部であるAレーザ、Bレーザから出射されたビームは、アパーチャ207で交差し、偏向点間隔L2だけ離れて、回転多面鏡210に入射する。回転多面鏡210で偏向された後のAレーザ、Bレーザから出射されたビームは、結像レンズ221、222を介して、感光体82上の、互いに主走査方向に離れた位置にスポット像を結像する。図7(a)に示すように、Aレーザ、Bレーザから出射された各ビームにより感光ドラム82上に結像されたスポット像は、主走査方向の位置ずれLa、Lb、Lcが生じている。AレーザとBレーザの発光タイミングを変えることにより、感光体82上における主走査方向の位置ずれは補正可能である。ところが、位置ずれの間隔La、Lb、Lcは、主走査方向の位置によってそれぞれ異なるため(図7(a)では、間隔Lbは間隔Lcよりも大きく、間隔Laは、間隔Lbよりも大きい)、全ての位置ずれを同時に補正できず、主走査ジッターが発生してしまう。
感光体82が偏心成分を有している場合には、感光体82は、回転中に実線で示した位置82から、破線で示した位置82′に偏心して移動することがある。この場合の主走査方向の位置ずれ量は、例えば、間隔Laの位置においては間隔La′となり、偏芯がない場合の位置ずれ量である間隔Laより、更に大きくなってしまう。
図7(b)は、回転多面鏡210とAレーザ、Bレーザとの距離を一定にした状態で、回転多面鏡210からアパーチャ207までの距離と回転多面鏡における偏向点間隔との関係を示す。図7(b)の左側において、回転多面鏡210からアパーチャ207までの距離はLsであり、右側における回転多面鏡210からアパーチャ207までの距離はLs′であり、距離Lsは距離Ls′よりも小さい。図7(b)に示すように、回転多面鏡210からアパーチャ207までの距離が距離Lsから距離Ls′になると、回転多面鏡210における偏向点間隔は偏向点間隔L2からL2′に広がってしまう。主走査ジッターを低減するためには、アパーチャ207でのAレーザ、Bレーザのビームによって形成される交差角を小さくすることによって、回転多面鏡210での偏向点間隔L2を低減する必要がある。そのためには、アパーチャ207を回転多面鏡210に可能な限り近づけることが有効である。
本発明はこのような状況のもとでなされたもので、簡単な構成で主走査ジッターを低減させ、高精度に光量制御を行う画像形成装置を提供することを目的とする。
前述の課題を解決するために、本発明の光走査装置は以下の構成を備える。
(1)レーザ光を射出する光源と、前記光源から射出された前記レーザ光を整形するための絞りと、前記レーザ光を反射光である第1のレーザ光と透過光である第2のレーザ光とに分離するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタにより分離された前記第2のレーザ光が感光体上を走査するように前記第2のレーザ光を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記第2のレーザ光の光路上において前記偏向手段に最も近い位置に配置された光学部材であって、前記偏向手段によって偏向された前記第2のレーザ光を前記感光体に導くレンズと、前記第1のレーザ光を受光する受光手段と、前記受光手段によって受光される前記第1のレーザ光の光量に基づいて前記光源が出射する前記レーザ光の光量を制御する制御手段と、を備え、前記偏向手段と前記レンズとの間における前記偏向手段によって偏向された前記第2のレーザ光の走査領域と、前記受光手段と、の間に前記絞りが設けられ、前記ビームスプリッタは、前記偏向手段と前記絞りとの間に配置され、前記絞りに当接することによって位置決めされていることを特徴とする画像形成装置。
本発明の画像形成装置によれば、簡単な構成で主走査ジッターを低減させ、高精度に光量制御を行うことができる。
実施例の画像形成装置の断面図、及び光走査装置と画像形成部の断面図 実施例の光走査装置の全体構成を示す平面図、及び入射光学系の断面図 実施例の主走査絞り部とビームスプリッタを説明する図 実施例の主走査絞り部とビームスプリッタの周辺部を示した斜視図 実施例のレーザ信号とBD同期信号の関係を示したタイミングチャート 従来例のマルチビーム走査系の構成例を示す図 従来例の主走査ジッターを説明する図、及びアパーチャの位置と偏向点間隔との関係を示す図
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
[画像形成装置の概要]
図1(a)及び(b)は、本実施例の電子写真方式の画像形成装置を示す。以下、画像形成装置としてタンデム型のカラー画像形成装置(カラープリンタ)を例に挙げて、本実施例について説明する。図1(a)は画像形成装置の断面図であり、図1(b)は、図1(a)から光走査装置と画像形成部を抜き出して、拡大した断面図である。
画像形成装置100は、ブラック色の画像を形成する画像形成部81Bkと、シアン色の画像形成部81Cと、マゼンタ色の画像形成部81Mと、イエロー色の画像形成部81Yの4つの画像形成部を備えており、これらは一定の間隔をおいて一列に配置されている。図1において、符号の末尾のBk、C、M、Yは、それぞれブラック色、シアン色、マゼンタ色、イエロー色に対応し、以下では、特に必要のない限り、Bk、C、M、Yの記載を省略する。各画像形成部81には、それぞれ像担持体であるドラム型の感光体(以下、感光ドラムという)82が設置されている。感光ドラム82の周囲には、一次帯電器83、現像装置84、転写ローラ85、ドラムクリーナ装置86がそれぞれ配置されており、一次帯電器83と現像装置84間の下方には、光走査装置50が設置されている。
各現像装置84Bk、84C、84M、84Yには、それぞれブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーが収納されている。感光ドラム82は、負帯電のOPC感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置(不図示)によって矢印方向(図1(a)及び(b)における時計回り方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。一次帯電器83は、帯電バイアス電源(不図示)から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム82表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。現像装置84は、トナーを内蔵し、それぞれ感光ドラム82上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像(可視画像化)する。転写ローラ85は、各一次転写ニップ部にて中間転写ベルト87を介して各感光ドラム82に当接している。ドラムクリーナ装置86は、感光ドラム上(像担持体上)で一次転写時の残留した残留トナーを、感光ドラム82から除去するためのクリーニングブレード等を有している。
中間転写ベルト87は、一対のベルト搬送ローラ88、89間に張架されており、矢印A方向(図1(a)における反時計回り方向)に回転(移動)される。中間転写ベルト87は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。ベルト搬送ローラ88は、中間転写ベルト87を介して二次転写ローラ90と当接して、二次転写部を形成している。中間転写ベルト87の外側でベルト搬送ローラ89近傍には、中間転写ベルト87表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置91が設置されている。レジスト検知センサ71は、中間転写ベルト87上に形成される各色のレジ補正用パターンを検出して、色ズレ量を検知する。
給紙カセット92には、記録媒体が格納されている。記録媒体(以下、「シート」という)には、紙、OHPシート等が含まれる。給紙カセット92内のシートは、給紙ローラ93により1枚ずつ給紙され、レジストローラ対94に搬送されると、一旦停止し、二次転写部で所定位置にトナー像を転写されるようにタイミングを合わせて、搬送が開始される。二次転写部でトナー像を転写されたシートは、定着器95にてトナー像を熱及び圧力によりシートに定着された後、搬送ローラ対96、排紙ローラ対97により搬送され、排紙トレイ98上に排紙される。
[光走査装置の概要]
図2(a)及び(b)は、本実施例の光走査装置50を示す図である。図2(a)は、光走査装置50の全体構成を示す平面図である。図2(b)は、入射光学系の断面図である。光走査装置50は、感光ドラム82にレーザ光による走査を行う。光走査装置50の主走査方向は、図2(a)の感光ドラム82の長手方向であり、副走査方向は、図2(a)の紙面に対して垂直な方向である。
次に、光走査装置50の構成について説明する。図2(b)において、レーザホルダ1は、光源である半導体レーザダイオードを保持し、VCSEL2は、レーザ光を出射する複数の発光点を有する。複数の発光点は、1列に配列されていてもよいし、2次元的に配列されていてもよい。電気回路基板4は、VCSEL2(面発光レーザ)に電気的に接続されており、レーザ駆動回路が設けられている。鏡筒保持部1aの先端側には、VCSEL2に対応する副走査絞り部1cが設けられ、VCSEL2から射出されたレーザ光の副走査方向の形状を所望の最適な形状に成形する。副走査絞り部1cの射出側には、副走査絞り部1cを通過した各光束を略平行光束に変換するコリメータレンズ5が設けられている。コリメータレンズ5を固定するために、2つの接着部1eが、コリメータレンズ5の主走査方向の両側に設けられている。コリメータレンズ5の照射位置やピントは、レーザ光の光学特性を検出しながら調整され、コリメータレンズ5の位置が決定すると、紫外線硬化形の接着剤に紫外線照射することにより、コリメータレンズ5は、接着部1eに接着固定される。
図2(a)において、筐体40(図中の破線部)は、内部に光走査装置の各光学部品を格納する光学箱である。筐体40の側壁には、レーザホルダ1を位置決めするための勘合穴部が設けられており、レーザホルダ1は、鏡筒保持部1a外形部に設けられた勘合部を嵌合穴部に勘合させて、筐体40に取り付けられている。複数レーザのピッチ間(副走査方向における間隔)は、レーザホルダ1を微小回転させることにより、感光ドラム82を走査する際のレーザ光の間隔が略所定値となるように設定されている。
シリンドリカルレンズ6は、副走査方向に所定の屈折力を有しており、コリメータレンズ5からの平行光束を略線状に集光させる。主走査絞り部7は、シリンドリカルレンズ6を透過した光束の主走査方向を所望の最適なビーム形状に成形する。ビームスプリッタ8は、ビーム分離手段である。ビームスプリッタ8に入射したレーザ光は、ビームスプリッタ8の入射面によって反射されるレーザ光(第1のレーザ光)と入射面を通過して回転多面鏡10の反射面に入射するレーザ光(第2のレーザ光)に分離される。光学センサ9(受光手段を構成する受光素子)は、APC(Auto Power Cntrol)を行うためにビームスプリッタ8によって分離された第1のレーザ光の光量を測定し、測定された光量をシステム制御部101に出力する。システム制御部101は、光学センサ9により測定された第1のレーザ光の光量に基づいて、VCSEL2の発光点に供給する駆動電流を制御し、レーザ光の光量を安定させる。なお、APCとは、1走査中のレーザ光の光量を一定に保持するために、1走査中の光検出区間でレーザ光の出力を検出して半導体レーザの駆動電流を1走査の間保持する制御である。APCは、各発光点に関して実行される。
ビームスプリッタ8によって分離された第1のレーザ光は、集光レンズ11を通過して光学センサ9に入射する。なお、実施の形態はこれに限られるものではなく、例えば、ビームスプリッタ8によって分離された第2のレーザ光を反射させる反射ミラーを介して光学センサに入射させる構成でもよい。このような構成の場合、集光レンズと光学センサと反射ミラーとを含めて受光手段とする。
回転多面鏡10は、不図示のモータによって、一定速度で、図2(a)の矢印方向(反時計回り方向)に回転させることにより、ビームスプリッタ8を透過した第2のレーザ光を偏向する。回転多面鏡10に偏向されることによって、第2のレーザ光は感光ドラム82を走査するレーザ光となる。光学部材である第1の結像レンズ21、及び第2の結像レンズ22から構成されるfθレンズは、回転多面鏡10により反射された第2のレーザ光が感光ドラム82上を等速に走査させるためのレンズである。第1の結像レンズ21は、シリンドリカルレンズで構成されて、主走査方向の屈折力(パワー)を有しており、第2の結像レンズ22は、第2のレーザ光の結像位置を副走査方向に補正する。第1の結像レンズ21及び第2の結像レンズ22は、PC(ポリカーボネート樹脂)やPMMA(アクリル樹脂)などの樹脂材料を成形して作られている。そのため、レンズ面の非球面化が可能であり、感光ドラム82上での主走査位置における像面湾曲等のピントのずれを低減することができる。第1の結像レンズは、回転多面鏡10によって偏向された第1のレーザ光の光路上において回転多面鏡10に最も近いレンズである。
図2(a)における一点鎖線23及び一点鎖線24は、感光ドラム82上の画像形成領域の端部を露光する第2のレーザ光の光路を示している。即ち、一点鎖線23と一点鎖線24との間の走査領域を走査する期間にレーザ光をVCSEL2から射出させると、第2のレーザ光が感光ドラム82上に到達する。なお、一点鎖線25は、走査領域の中心軸を示している。
BDセンサ30は、同期検知ユニットであり、感光ドラム82の露光領域外で、感光ドラム82と実質的に共役な位置に設けられている。BDセンサ30は回転多面鏡10により反射された第1のレーザ光を受光すると、システム制御部101に同期信号を出力する。システム制御部101は、BDセンサ30からの同期信号に基づいて、VCSEL2からのレーザ光の出射タイミングを制御する。
[主走査絞り部とビームスプリッタの概要]
図3(a)及び(b)は、主走査絞り部7とビームスプリッタ8を説明する。図4は、本実施例の主走査絞り部7とビームスプリッタ8の周辺部を示した斜視図である。図3に示す入射光は、複数の発光点のうちのいずれか1つの発光点から出射されたレーザ光を示すものであり、以下で説明する入射光と主走査絞りとの関係は全ての発光点から出射されるレーザ光との間に成り立つものである。
主走査絞り部7は、第1の遮光部と第2の遮光部とを有する。第1の遮光部は、レーザ光が入射する側の入射側面7b(第1の入射側面)、第2のレーザ光が出射する側の面であって後述するビームスプリッタ8に対向する対向面7f(第1の対向面)と、第1の入射側面7bと対向面7fとを連結するエッジ部7d(第1の連結面)とを備える。第2の遮光部は、レーザ光が入射する側の入射側面7a(第2の入射側面)、第2のレーザ光が出射する側の面であって後述するビームスプリッタ8に対向する対向面7e(第2の対向面)と、第2の入射側面7aと対向面7eとを連結するエッジ部7c(第2の連結面)とを備える。
図3(a)において、主走査絞り部7は、ビームスプリッタ8へのレーザ光(入射光)の入射角度より広い角度cのエッジ部7cと、ビームスプリッタ8に対し、レーザ光(反射光)の反射角度より広い角度dのエッジ部7dを有する開口部である。角度c、dは、ビームスプリッタ8の入射面の法線方向に対する角度を示す。主走査絞り部7は、エッジ部7cとエッジ部7dのエッジ先端間で、シリンドリカルレンズ6を透過した光束に対し、光束幅を制限する主走査絞りを行う。ビームスプリッタ8は、主走査絞り部7に当接して取り付けられている。具体的には、ビームスプリッタ8は、対向面7f、対向面7eに接触しており、対向面7f、対向面7eに接触することによって、ビームスプリッタ8は、光学箱内部において精度良く位置決めされている。更に、ビームスプリッタ8の入射面に接触する対向面7fと連結面7bとの稜線及び対向面7eと連結面7aとの稜線とによって形成される間隙を通過することでレーザ光の整形がなされるため、ビームスプリッタ8への入射光を、ビームスプリッタ8の入射面での反射光と出射面への透過光に高い精度で分離することができる。その結果、システム制御部101が各レーザの駆動電流を変化させても、ビームスプリッタ8を透過して感光ドラム82を露光する光量と、ビームスプリッタ8で反射され光学センサ9に導かれる光量の比が一定であり、高い精度で光量測定及び光量制御を行うことができる。
ビームスプリッタ8への入射光の入射角が、42°(度)程度以上になると、入射光は全反射されてしまうため、本実施例では、例えば、入射角を40°以下、主走査絞り部7のエッジ部7c、7dの角度c、dを45°としている。本実施例の筐体40は、圧力をかけて流動化した樹脂を金型内に射出して成型を行う射出成型により加工され、主走査絞り部7は筐体と一体となって形成される。そのため、エッジ部7c、7dの角度c、dが大きすぎると、エッジ部7cとエッジ部7dのエッジ先端部分が細くなり、筐体40を射出成型する際に、エッジ先端部分にまで筐体を形成する樹脂が行き渡らないことがある。その結果、エッジ先端部分に凹凸が発生し、主走査絞りの十分な精度が出ないことがある。そのため、角度c、dは、45°以下とするのが適切である。
回転多面鏡10により偏向された走査光の主走査方向の角度を気にせず、図3(b)の破線で示すビームスプリッタ8′のようにビームスプリッタ8を配置すると、ビームスプリッタ8′が走査光と干渉してしまい、走査光をさえぎってしまう虞がある。このため、図3(a)に示すように、ビームスプリッタ8は、感光ドラム82上の画像領域の最端部を露光する走査光を遮光しない方向に傾けて配置されている。これにより、ビームスプリッタ8に当接された主走査絞り部7を回転多面鏡10に近接して配置することが可能となり、主走査ジッターの発生を低減させることができる。図3(a)において、感光ドラム82上の画像領域の最端部を露光する走査光とビームスプリッタ8の入射面とにより形成される角度は角度aであり、ビームスプリッタ8の出射面とにより形成される角度はbであり、角度aは角度bよりも大きい。角度aは角度bよりも大きいため、ビームスプリッタ8の入射面と出射面とは平行ではなく、ビームスプリッタ8の入射面と出射面間の距離(幅)は、第1の結像レンズ21に近い側(走査光に近い側)の端部の方が反対側の端部に比べて小さく(狭く)なっている。第1の結像レンズ21に近い側のビームスプリッタ8の端部の幅を狭くすることにより、ビームスプリッタ8は、走査光に干渉せずに、より回転多面鏡10の近くに配置することが可能となる。その結果、ビームスプリッタ8に当接された主走査絞り部7も、回転多面鏡10の近くに配置することができるので、主走査ジッターの発生を低減させることができる。
ビームスプリッタ8の入射面を透過したレーザ光が、ビームスプリッタ8の出射面の内面側で反射しても、ビームスプリッタ8の入射面と出射面とが平行ではないので、入射面と出射面での反射角度が異なる。そのため、ビームスプリッタ8の出射面で反射した反射光が、光学センサ9に入射されることがないので、光学センサ9は、ビームスプリッタ8の入射面で反射した反射光を検知することができ、光量検知を高精度に行うことができる。
図3(a)に示すように、主走査絞り7は、回転多面鏡10と第1の結像レンズ21との間における第2のレーザ光の走査領域と、光学センサ9との間に配置されている。また、画像領域の最端部を露光する走査光の光路に平行するように、当接リブ41(当接部)が設けられている。当接リブ41は、感光ドラム82上での最端部の画像領域の外を走査する走査光がビームスプリッタ8に干渉することを防止するための遮光部として設けられている。即ち、当接リブ41は、対向面7f及び対向面7eに沿う方向におけるビームスプリッタ8の位置決めをする当接リブであり、ビームスプリッタ8の端部が当接リブ41に当接することによってビームスプリッタ8は位置決めされる。また、走査光がビームスプリッタ8の一部に反射した反射光が、感光ドラム82上で画像領域に到達してゴーストを形成するゴースト光にならないように、当接リブ41は、反射光が感光ドラム82上の画像領域に向けて出て行かないように、反射光を遮光している。更に、当接リブ41は、集光レンズ11によって反射された第1のレーザ光の反射光が結像レンズ21に入射しないように、集光レンズ11によって反射された第1のレーザ光の反射光を遮光する。図4は、本実施例の筐体40における主走査絞り部7、ビームスプリッタ8、当接リブ41等を示した斜視図である。当接リブ41は、図4に示すように、筐体40に主走査絞り部7と連続的に形成され、一体化されたリブであり、ビームスプリッタ8の側面(主走査方向)の突き当ても兼ねている。主走査絞り部7は、筐体40に当接リブ41と連続的に形成されたリブであり、部品点数を削減し、ローコスト化を実現している。ビームスプリッタ8は、入射面側と出射面側とで走査光に対する角度が異なり、主走査方向でのビームスプリッタの厚さも異なる。このため、ビームスプリッタ8の主走査方向の設置位置がずれると、回転多面鏡10に出射される透過光線のビームスプリッタ8の出射面の位置も主走査方向に変化し、回転多面鏡10での偏光点位置も変化して、感光ドラム82上の結像の主走査方向の位置もずれてしまう。このため、遮光と主走査方向の突き当てを兼ねた当接リブ41を筐体40に設けることにより、ビームスプリッタ8のピント方向及び主走査方向の取り付け精度を向上させると共に、部品点数を削減し、小型化、ローコスト化を実現している。
BDセンサ30は、図2(a)に示すように、ビームスプリッタ8の設置位置に近い感光ドラム82の端部側とは反対側の端部側の画像領域外に配置されている。これにより、ビームスプリッタ8とBDセンサ30が受光する光束(走査光)が干渉することが防止され、ビームスプリッタ8に当接された主走査絞り部7を、回転多面鏡10に近接して配置することができる。
[APCの概要]
図5は、本実施例における面発光レーザ2から射出されたレーザ信号と、回転多面鏡10により反射された走査光を検出した際にBDセンサ30がシステム制御部101に出力するBD同期信号との関係を示したタイミングチャートである。面発光レーザ2は、システム制御部101からの制御指示により、画像データに対応したレーザ信号を射出して、感光ドラム82に静電潜像を露光する。感光ドラム82の画像領域に対する走査が終了した後に、システム制御部101は、APCのために、所定の電流値で面発光レーザ2を駆動して、レーザ信号を出射し、そのときのレーザ信号の光量を光学センサ9にて測定する。本実施例では、主走査絞り部7はビームスプリッタ8に当接し、ビームスプリッタ8の入射面で主走査絞りが行われ、主走査絞りが行われたビームスプリッタ8への入射光は、光学センサ9に導かれる反射光と、ビームスプリッタ8の出射面への透過光とに高精度に分離される。その結果、光学センサ9において、反射光の光量検知を高精度に行うことができる。光学センサ9による光量測定作業が完了するのと略同時に、面発光レーザ2から射出されたレーザ信号は、BDセンサ30に検知され、BDセンサ30は、システム制御部101に、BD同期信号を出力する。APCのための光量検知が完了したタイミングで、BDセンサ30によるレーザ信号の検知が行われることにより、走査毎に安定した光量で同期検知を行うことができ、光量変動に伴う検知誤差を最小限に抑えることができる。
[感光ドラムの露光]
次に、光走査装置50Bkにより面発光レーザ2から射出された光束が、感光ドラムに走査光E1(不図示)として露光されるまでの流れを、図2(a)及び(b)を用いて説明する。面発光レーザ2から射出された光束は、レーザホルダ1の副走査絞り部1cによって、射出された光束の副走査断面の大きさが制限され、コリメータレンズ5により略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ6のレンズ部に入射する。シリンドリカルレンズ6に入射した光束は、主走査断面内においてはそのままの状態で透過され、副走査断面内においては収束され、回転多面鏡10に略線像として結像される。
次に、主走査絞り部7によって、光束の主走査断面の大きさも制限され、感光ドラム82Bk上で所定のビーム径となるように整形され、光束の一部は、ビームスプリッタ8の入射面側で反射し、光学センサ9に入射する。ビームスプリッタ8を透過した第2のレーザ光は、回転多面鏡10によって偏向される。回転多面鏡10により偏向された第2のレーザ光は、第1の結像レンズ21を透過した後、第2の結像レンズ22を透過して、感光ドラム82Bkに走査光E1(不図示)として露光される。BDセンサ30は、面発光レーザ2から射出された第2のレーザ光を検知して、システム制御部101にBD同期信号を出力する。システム制御部101は、BDセンサ30からのBD同期信号に基づいて、面発光レーザ2による画像端部の走査開始位置のタイミングを調整する。本実施例では、ビームスプリッタ8を、走査光に干渉せずに、回転多面鏡10の近くに配置することができる。その結果、ビームスプリッタ8に当接された主走査絞り部7も、回転多面鏡10の近くに配置することが可能となり、主走査ジッターの発生を低減させることができる。光走査装置50C、50M、50Yは光走査装置50Bkと同構成であり、感光ドラム82C、82M、82Yに不図示の走査光E2、E3、E4として露光される。
[画像形成動作の概要]
次に、画像形成装置100において画像形成を行う場合の動作について説明する。画像形成装置100の制御部(不図示)にプリントスタートの信号が入力されると、光走査装置50は、画像情報に基づいてレーザ光束を発光し、発光されたレーザ光束は、感光ドラム82上に走査光E(不図示)として照射され、感光ドラム82を露光する。
一次帯電器83により均一に帯電された感光ドラム82を、光走査装置50により露光して、感光ドラム82上に静電潜像が形成される。現像装置84の現像ローラは、現像装置84内で各色のトナーを静電潜像に付着させ、感光ドラム82上に各色のトナー像を形成する。感光ドラム82上の各色のトナー像は、一次転写ニップ部にて中間転写ベルト87上に転写され、重ね合わされる。シートが、給紙カセット92から給紙ローラ93によって1枚ずつ給紙される。シートは、レジストローラ対94へ搬送されると、一旦停止する。レジストローラ対94は、二次転写部でシート上の所定位置にトナー像が転写されるように、中間転写ベルト87上のトナー像とタイミングを合わせて、シートの搬送を開始し、二次転写部において、中間転写ベルト87上のトナー像がシートに転写される。トナー像が転写されたシートは、定着器95へ搬送され、定着器95において、シート上のトナー像は、熱及び圧力によりシートに定着される。トナー像が定着されたシートは、搬送ローラ対96及び排紙ローラ対97により搬送され、排紙トレイ98上に排紙される。本実施例では、ビームスプリッタ8を、走査光に干渉せずに、回転多面鏡10の近くに配置することができ、ビームスプリッタ8に当接された主走査絞り部7も、回転多面鏡10の近くに配置することが可能となる。その結果、主走査ジッターを低減することができ、精度の高い画像形成を行うことができる。
以上説明したように、本実施例によれば、簡単な構成で主走査ジッターを低減させ、高精度に光量制御を行うことができる。即ち、ビームスプリッタの走査光に近い側の端部の幅を狭くすることにより、ビームスプリッタは、走査光に干渉せずに、より回転多面鏡の近くに配置することが可能となる。その結果、ビームスプリッタに当接された主走査絞り部も、回転多面鏡の近くに配置することが可能となり、主走査ジッターの発生を低減させることができる。更に、主走査絞り部がビームスプリッタに当接して取り付けられているので、ビームスプリッタの入射面で主走査絞りが行われる。これにより、ビームスプリッタへの入射光を、ビームスプリッタの入射面で反射され光学センサに導かれる反射光と、ビームスプリッタの出射面への透過光とに、高精度に分離することができ、光学センサでの光量検知を高精度に行うことができる。その結果、各レーザの駆動電流を変化させても、ビームスプリッタを透過して感光ドラムを露光する光量と、ビームスプリッタで反射され光学センサに導かれる光量との比が一定であり、光量測定及び光量制御を高精度に行うことができる。
感光ドラム上の画像領域の最端部を露光する走査光とビームスプリッタの出射面とで形成される角度が小さいほど、走査光に干渉せずに、主走査絞り部及びビームスプリッタを回転多面鏡により近接して配置でき、主走査ジッターの発生をより低減することができる。更に、全反射とならないビームスプリッタへの入出射角の関係から、次のような構成に変更することにより、角度をより小さくすることができる。即ち、例えば、回転多面鏡の面数を減らして感光ドラムの画像領域端部までの走査角を拡大する、又は回転多面鏡の面数を変えず、回転多面鏡から感光ドラムまでの距離を拡大して画像領域端部までの走査角を小さくすることで、角度をより小さくすることができる。
[その他の実施例]
本実施例では、絞りを副走査絞り部1cと主走査絞り部7に分割して配置したが、一体の開口部をビームスプリッタ8の直前に配置しても良い。この場合、一体の開口部である絞り部を筐体40のリブで形成しようとすると、スライドの型構成となる。絞り部は、筐体40のリブでなく、板金等で作成しても良い。
以上説明したように、その他の実施例によれば、簡単な構成で主走査ジッターを低減させ、高精度に光量制御を行うことができる。
7 主走査絞り部
8 ビームスプリッタ
9 光学センサ
10 回転多面鏡
21 結像レンズ
101 システム制御部

Claims (14)

  1. レーザ光を射出する光源と、
    前記光源から射出された前記レーザ光を整形するための絞りと、
    前記レーザ光を反射光である第1のレーザ光と透過光である第2のレーザ光とに分離するビームスプリッタと、
    前記ビームスプリッタにより分離された前記第2のレーザ光が感光体上を走査するように前記第2のレーザ光を偏向する偏向手段と、
    前記偏向手段によって偏向された前記第2のレーザ光の光路上において前記偏向手段に最も近い位置に配置された光学部材であって、前記偏向手段によって偏向された前記第2のレーザ光を前記感光体に導くレンズと、
    前記第1のレーザ光を受光する受光手段と、
    前記受光手段によって受光される前記第1のレーザ光の光量に基づいて前記光源が出射する前記レーザ光の光量を制御する制御手段と、を備え、
    前記偏向手段と前記レンズとの間における前記偏向手段によって偏向された前記第2のレーザ光の走査領域と、前記受光手段と、の間に前記絞りが設けられ、前記ビームスプリッタは、前記偏向手段と前記絞りとの間に配置され、前記絞りに当接することによって位置決めされていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記絞りは、前記光源から射出された前記レーザ光が入射する側の入射側面と、前記ビームスプリッタに対向する対向面と、前記入射側面と前記対向面とを連結する連結面と、を備え、
    前記ビームスプリッタの入射面によって反射された前記第1のレーザ光は、前記絞りの前記入射側面側から出射して前記受光手段に入射することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記光源から出射された前記レーザ光の中心軸に対して前記受光手段が配置された側における前記連結面と前記ビームスプリッタの入射面の法線とのなす角が、前記光源から射出された前記レーザ光の前記ビームスプリッタの前記入射面への入射角よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記光源から出射された前記レーザ光の中心軸に対して前記受光手段が配置された側とは反対側における前記連結面と前記ビームスプリッタの入射面の法線とのなす角が、前記光源から射出された前記レーザ光の前記ビームスプリッタの前記入射面への入射角よりも大きいことを特徴とする請求項2または3に記載の画像形成装置。
  5. 前記第2のレーザ光は、前記対向面によって形成される間隙及びビームスプリッタを通過したレーザ光であることを特徴とする請求項2乃至4いずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記ビームスプリッタは前記対向面に接触していることを特徴とする請求項2乃至5いずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記絞りは、
    前記光源から射出された前記レーザ光が入射する側の第1の入射側面と、前記ビームスプリッタに対向する第1の対向面と、前記第1の入射側面と前記第1の対向面とを連結する第1の連結面と、を備え、前記光源から射出された前記レーザ光の中心軸に対して前記受光手段側に配置される第1の遮光部と、
    前記光源から射出された前記レーザ光が入射する側の第2の入射側面と、前記ビームスプリッタに対向する第2の対向面と、前記第2の入射側面と前記第2の対向面とを連結する第2の連結面と、を備え、前記光源から射出された前記レーザ光の中心軸に対して前記受光手段側が配置された側とは反対側に配置される第2の遮光部と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  8. 前記第1の連結面と前記ビームスプリッタの入射面の法線とのなす角が、前記光源から射出された前記レーザ光の前記ビームスプリッタの入射面への入射角よりも大きいことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記第2の連結面と前記ビームスプリッタの入射面の法線とのなす角が、前記光源から射出された前記レーザ光の前記ビームスプリッタの入射面への入射角よりも大きいことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
  10. 前記第2のレーザ光は、前記第1の対向面と前記第2の対向面とによって形成される間隙及び前記ビームスプリッタを通過したレーザ光であることを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。
  11. 前記ビームスプリッタは前記第1の対向面に接触していることを特徴とする請求項7乃至10いずれか1項に記載の画像形成装置。
  12. 前記第1の対向面及び前記第2の対向面に沿う方向において前記ビームスプリッタが当接する当接部を備え、
    前記当接部は、前記偏向手段と前記レンズとの間における前記偏向手段によって偏向された前記第2のレーザ光の走査領域と前記絞りとの間に設けられていることを特徴とする請求項7乃至11いずれか1項に記載の画像形成装置。
  13. 前記当接部は、前記第2の遮光部に連結されていることを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
  14. 前記光源は、面発光レーザであることを特徴とする請求項1乃至13いずれか1項に記載の画像形成装置。
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